對燒結(jié)煙氣氨法脫硫與氧化脫硝復(fù)合技術(shù)的淺述

王富洪

摘要：本文首先分析了燒結(jié)煙氣特點，接著闡述了針對鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫脫硝的氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)。對復(fù)合工藝技術(shù)進行分析，分別介紹了新型氨法脫硫技術(shù)、氧化脫銷技術(shù)、以及二者合成技術(shù)的工藝原理和技術(shù)特點。最后總結(jié)了案例數(shù)據(jù)，僅供參考。希望通過對這些內(nèi)容的分析，能夠為鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫脫硝工藝技術(shù)應(yīng)用提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)煙氣；氨法脫硫；氧化脫硝；復(fù)合技術(shù)

1 燒結(jié)煙氣特點

燒結(jié)本身指的是，在高溫燃燒條件下爐內(nèi)物料、氧氣發(fā)生的一系列復(fù)雜物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)，在反應(yīng)階段會將熱量釋放，以此保障燒結(jié)的持續(xù)性，將反應(yīng)的煙氣作為廢氣排放到大氣內(nèi)，如下圖1所示。

燒結(jié)煙氣的特點主要包括：1）煙氣狀況不穩(wěn)定，在燒結(jié)階段，煙氣的溫度、煙氣量、SO2濃度隨著燒結(jié)工況會出現(xiàn)波動，使得各類有害氣體增加；2）煙氣溫度較高，燒結(jié)工藝本身在高溫下進行，煙氣溫度會隨著燒結(jié)工序發(fā)生變化；3）煙氣粉塵濃度高，排放的粉塵中含有少量的重金屬元素會隨著為其排放到大氣層內(nèi)；4）煙氣量較大，SO2濃度較低，每噸燒結(jié)礦會產(chǎn)生4000-6000 立方米煙氣量，使得SO2濃度隨著礦石成分發(fā)生變化；5）煙氣含濕量大，一般含量在15.0%左右，考慮主要是混合料在燒結(jié)前需要加入一定水量，提升高料層透氣性導(dǎo)致。

2 氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)

2.1 新型氨法脫硫技術(shù)

新型氨法脫硫技術(shù)與傳統(tǒng)氨法脫硫技術(shù)相比，前者在脫硫塔上增加了分段吸收工藝、分級吸收工藝，構(gòu)建了一體化的脫硫、濃縮、洗滌、除塵脫硫技術(shù)。濃縮段設(shè)置綜合考慮了高溫?zé)煔鉅顟B(tài)，促使硫酸銨溶液可迅速析出結(jié)晶。脫硫段設(shè)置，綜合考慮了SO2吸收率，通過降低液氣比，可減少氨水的逃逸，及時補充氨氣。洗地段綜合考慮了除霧器煙氣洗滌工藝，回收的煙氣會隨母液液滴和逃逸氨，集中在除霧器中，實現(xiàn)全部脫除。新型氨法脫硫技術(shù)開展了多段式設(shè)計，應(yīng)用獨特氣流分布，借助液滴分離塔板，可逐步遞減脫硫塔中吸收漿液的濃度，從源頭解決攜帶問題，以此促使煙氣與噴淋漿液高效分離。

2.2 氧化脫銷技術(shù)

氧化脫銷技術(shù)是在氨法脫硫的基礎(chǔ)上，通過增加燒結(jié)煙氣中的NO2比例，以此提升脫硝效率。相關(guān)研究表示，在煙氣漿液、循環(huán)漿液中，通過加入特殊的催化劑與氧化劑，可實現(xiàn)脫硝效率的提升。參照化學(xué)原理，一般可將氧化脫硝技術(shù)劃分為還原吸收、氧化吸收、結(jié)合吸收。

氧化脫銷技術(shù)本身屬于一種濕法脫硝，與干法或半干法對比，這類技術(shù)的脫硝效率較高，一般在97.0%以上，在各個工藝內(nèi)的應(yīng)用占比較大。

2.3 氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)

通過對鍋爐進行脫硫脫硝協(xié)同處理，可實現(xiàn)混合堿性反應(yīng)物的吸收與處理，通過吸收反應(yīng)煙氣中氮硫氧化物，生成亞硫酸氫鈉溶液，可產(chǎn)生少量的碳酸鈉。堿性溶液與硫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，得到亞硫酸氫鈉溶液與石灰石。兩者經(jīng)過二次反應(yīng)，得到亞硫酸鈣結(jié)晶物，生成亞硫酸根 離子，通過與煙氣繼續(xù)反應(yīng)，實現(xiàn)脫硫。氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)，主要如下。

2.3.1 常規(guī)脫硫脫硝技術(shù)

常規(guī)脫硫脫硝技術(shù)借助的是堿性漿液循環(huán)噴淋脫硫，借助催化還原技術(shù)，脫除煙氣的硝。依據(jù)工程實際情況，結(jié)合兩種工藝。常規(guī)脫硫脫硝技術(shù)本身具備成熟的脫硝技術(shù)、脫硫技術(shù)，脫硝、脫硫效率相對較高。但工程體系較為龐大，設(shè)備運行成本較高，脫除階段需要耗費大量的水，會導(dǎo)致二次污染出現(xiàn)。

將SCR作為常規(guī)催化劑，可加熱燒結(jié)煙氣，促使煙氣溫度在330℃以上，以此滿足催化劑反應(yīng)活性溫度。而燒結(jié)煙氣體積量巨大，加熱升溫需要耗費大量的能源，進而限制了該項技術(shù)的推廣，目前僅臺灣中鋼的 3 座鋼廠在應(yīng)用。

2.3.2 氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)

氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)本身在新型氨法脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而言，通過融入氧化脫硝技術(shù)，可形成一種不需要加熱的技術(shù)，是一種全新的聯(lián)合工藝，可有效降低工藝成本。

氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)工藝流程，在煙氣進入吸收塔或煙氣進行脫硫后，加入強氧化劑+輔助添加劑，設(shè)置脫硝反應(yīng)段。在脫硝階段可將煙氣中的NO轉(zhuǎn)化為NO2，借助噴淋洗滌，可將NO2送入到漿液中。由于溶液內(nèi)具有氧化劑，在催化劑的作用下，可發(fā)揮出水中自由基的作用，與溶液中的NO、NO2開展氧化反應(yīng)，生成HNO2和HNO3，通過與氨水中和，生成NH4NO3。

氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)應(yīng)用階段，通過吸收漿液的循環(huán)洗滌，可有效脫除煙氣內(nèi)的NO2，以硝酸鹽或硫酸鹽的形式，排出設(shè)備。

3 案例分析

以某鋼廠360燒結(jié)機煙氣處理為例，進行氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)應(yīng)用研究。煙氣流量為11×105Nm?/h，煙氣內(nèi)二氧化硫濃度為1800mg/Nm?，煙氣內(nèi)粉塵濃度為260mg/Nm?，煙氣內(nèi)NOx 濃度為100mg/Nm?。

在上述分析基礎(chǔ)上，選擇全新的氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)，技術(shù)系統(tǒng)包括：副產(chǎn)物回收系統(tǒng)、氨水系統(tǒng)、脫硝反應(yīng)器、SO2 /NOx 分級吸收系統(tǒng)、漿液濃縮系統(tǒng)、氧化劑投加系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)。工藝流程包括：燒結(jié)主抽風(fēng)機通過增壓，將煙氣引入到脫硫塔內(nèi)，在脫硫塔中增加氧化劑，經(jīng)過噴淋吸收后，將煙氣中的SO2去除、NOx去除，經(jīng)過濕煙囪排放，借助干燥機、包裝機干燥與包裝副產(chǎn)物。

經(jīng)過聯(lián)合工藝處理后煙氣中實測二氧化硫濃度為18.9mg/Nm?，NOx 濃度在12.4mg/Nm?，顆粒濃度為7.3mg/Nm?，低于國家排放標準GB28662-2012要求。同時面對環(huán)?？偩?017年調(diào)整的將從2019年1月1日施行燒結(jié)機煙氣中二氧化硫濃度為35mg/Nm?，NOx 濃度在50mg/Nm?，顆粒濃度為10mg/Nm?排放濃度要求，本聯(lián)合工藝均可優(yōu)于環(huán)保指標需求。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過分析當(dāng)前脫硫脫硝技術(shù)，歸納聯(lián)合技術(shù)特點，參照煙氣特點、行業(yè)特點，選擇新型的氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)，可實現(xiàn)二氧化硫與硝例子的有效去除，降低氨氣逃逸現(xiàn)象的發(fā)生，減少顆粒物質(zhì)的排放。在本文工程實例基礎(chǔ)上可發(fā)現(xiàn)，氨法脫硫與氧化脫銷復(fù)合技術(shù)在實際應(yīng)用中具備操作簡單、成本低、費用低的特點，具備較好的應(yīng)用前景，值得推廣。

參考文獻

[1]潘建，王穎鈺，朱德慶，阮志勇.氧化燒結(jié)煙氣聯(lián)合氨——硫銨法同時脫硫脫硝工藝及脫硝機理研究[J].燒結(jié)球團，2018，43（03）：69-73.

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（作者單位：江蘇中順節(jié)能科技有限公司）